Od 1972 prowadzono próby wariantu Su-15bis z nowymi silnikami R-25-300, lecz mimo nieco lepszych osiągów, nie wszedł on do produkcji, m.in. z powodu niewystarczającej produkcji silników, przeznaczonych w pierwszym rzędzie dla MiG-21bis.
Wersje szkolne Wprowadzenie nowego masowo produkowanego samolotu wymagało powstania jego wersji szkolno-treningowej, aczkolwiek wersja taka nie zdążyła powstać przed wprowadzeniem Su-15 do jednostek. Pierwszą wersją był Su-15UT, oparty na konstrukcji Su-15 (oznaczenie fabryczne U-58T). Dodano w nim drugą kabinę dla instruktora, za kabiną pilota, z osobną osłoną i przedłużono o 45 cm kadłub. Zainstalowano na nim tylko podstawowy komplet wyposażenia nawigacyjnego, bez systemu uzbrojenia ani radaru. Masa samolotu wzrosła do 10.660 kg, a zmniejszeniu uległ zapas paliwa, co spowodowało zmniejszenie zasięgu i pułapu. Pierwszy prototyp tej wersji oblatano 26 sierpnia 1968. Samoloty Su-15UT produkowano od 1969 do 1972.
Jednocześnie, próbowano skonstruować dwumiejscową wersję szkolno-bojową Su-15UB, wyposażoną w system uzbrojenia i radar Tajfun (oznaczenie fabryczne U-58B).